C/C++ 预编译头文件 PCH

  • 介绍
  • PCH 技术的步骤
  • 管理PCH文件
    • 禁用PCH文件
    • 指定PCH文件名
  • 使用预编译头文件的示例

介绍


预编译头文件（PCH）是一种用来加速编译过程的技术，它的主要思想是将一些经常被包含的头文件编译成一个中间形式(二进制文件)，然后在编译其他源文件时直接使用这个中间形式，而不需要再次解析和处理这些头文件,这样可以节省编译时间和内存消耗，特别是当项目中有很多头文件时,在编译源代码时将其加载到内存中，以加快编译速度。
要使用预编译头文件，你需要指定一个用来生成或者使用预编译头文件的源文件，通常是一个名为 stdafx.cpp 或者 pch.cpp 的空白文件。然后你需要在这个源文件中包含一个用来存放所有需要预编译的头文件的头文件，通常是一个名为 stdafx.h 或者 pch.h 的文件。你还需要在项目的属性页面中设置相应的选项，比如预编译头文件的名称、输出路径等。
预编译头文件通常包括大量的系统头文件和第三方库头文件，这些文件通常不会在项目中频繁改变，因此预编译它们可以避免重复编译。当编译器遇到一个已经预编译的头文件时，它可以直接从内存中加载预编译文件，而不是重新编译整个头文件。
在 C/C++ 中，预编译头文件的文件扩展名通常为 .pch 或 .gch，具体取决于编译器的实现。要使用预编译头文件，您需要在编译源代码时指定预编译头文件的名称和路径。

PCH 技术的步骤

PCH 技术的使用需要分两步进行：

  1. 创建预编译头文件：开发者需要先创建一个预编译头文件，该文件通常包含项目中的常用头文件。这个预编译头文件可以是一个单独的文件，也可以是一个包含多个头文件的文件。在 Visual Studio 中，可以使用 “.pch” 或 “.pchx” 扩展名来指定预编译头文件。
  2. 使用预编译头文件：在编译其他源文件时，需要使用预编译头文件来加快编译速度。在源文件的开头，使用 #include 指令来包含预编译头文件，例如：#include "stdafx.h" // 预编译头文件名

需要注意的是，预编译头文件必须在编译其他源文件之前被编译，因为编译器需要在编译其他源文件之前读取预编译头文件并建立索引。因此，在 Visual Studio 中，预编译头文件通常会被包含在项目的 “stdafx.cpp” 文件中，并在项目属性中设置该文件为 “预编译头文件”。
需要注意的是，PCH 技术不是万能的，它只能加快编译过程中头文件的处理，而对于源代码本身的编译，其影响非常有限。因此，在实际应用中，需要结合其他的编译优化技术来进一步提高编译效率。

管理PCH文件

PCH文件包含一些常用的头文件和库文件的声明和定义，以便在编译其他源代码文件时提高编译速度。如果你想避免编译器生成compiler_depend.ts文件，可以使用以下方法：

  • 禁用PCH文件

禁用PCH文件可以让编译器不生成compiler_depend.ts文件。具体来说，你可以使用编译器选项-Winvalid-pch或-x c++来禁用PCH文件。例如，在使用g++编译器时，你可以使用以下命令：
g++ -c -Winvalid-pch -o main.o main.cpp
这将禁用PCH文件，并且编译器不会生成compiler_depend.ts文件。

  • 指定PCH文件名

如果你需要使用PCH文件，但是不想使用默认的文件名compiler_depend.ts，你可以使用编译器选项-Winvalid-pch或-x c++来指定PCH文件名。例如，在使用g++编译器时，你可以使用以下命令：
g++ -c -x c++-header -o mypch.pch myheader.h
这将生成名为mypch.pch的PCH文件，而不是默认的compiler_depend.ts文件。
需要注意的是，禁用PCH文件可能会影响编译速度，因为每次编译都需要重新编译所有头文件。如果你需要频繁地编译大量的源代码文件，启用PCH文件可以显著提高编译速度。

不同的编译器可能有不同的支持和实现方式，比如 GCC 也提供了一些选项来创建和使用预编译头文件:Using Precompiled Headers

使用预编译头文件的示例

// mypch.h - 预编译头文件#include #include #include // 其他常用头文件...// mycode.cpp - 源代码文件#include "mypch.h" // 包含预编译头文件int main(){std::cout << "Hello, world!" << std::endl;return 0;}// 编译命令（clang++）：// clang++ -o mycode mycode.cpp -include-pch mypch.h.gch

在上面的示例中，mypch.h是预编译头文件，mycode.cpp是源代码文件。要使用预编译头文件，您需要在编译时使用 -include-pch 选项来指定预编译头文件的名称和路径。这样，编译器就可以使用预编译头文件来加速编译过程了